飲水型砷暴露人群砷甲基化模式及其與機體氧化應激狀態(tài)關系的研究.pdf

1、目的： 砷及其化合物是國際癌癥研究機構(IARC)確認的人類致癌物。長期飲用高砷水可導致砷性皮膚損傷及皮膚癌，并與全身其他多組織器官的腫瘤、心血管疾病、糖尿病及兒童智力損傷的發(fā)生有關。目前，全球約有2億人因長期飲用高砷水而面臨健康威脅。然而，高砷暴露人群的砷中毒易感性有所不同。作為一種外來化合物，砷在體內(nèi)的代謝轉化與其毒性的發(fā)生發(fā)展關系密切。飲用水中的砷主要是無機砷(iAs)，iAs在人體內(nèi)發(fā)生以甲基化為主的生物轉化，可產(chǎn)生多種

2、具有不同毒性和靶器官的代謝產(chǎn)物。流行病學調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對砷進行二甲基化能力較強或尿中一甲基砷(MMA)相對含量較少的人群患砷暴露相關疾病的風險較低，這提示砷中毒易感性與砷甲基化模式有關。因此，砷甲基化模式的研究對于進一步探索砷中毒的發(fā)病機制和預防砷中毒的發(fā)生都具有重要意義。氧化應激學說是砷中毒發(fā)病機制的重要理論之一。砷甲基化是否會影響機體的氧化應激狀態(tài)，是否通過對氧化應激狀態(tài)的影響而導致人群砷中毒易感性差異，尚缺乏相關報道。本研究通過對我國

3、亞急性和慢性飲水型砷暴露人群的調(diào)查研究，分析不同特征人群砷甲基化特點，探討谷胱甘肽硫轉移酶ω—1(GST01)和谷胱甘肽硫轉移酶ω—2(GSTO2)基因多態(tài)性對砷甲基化的影響。同時，以人群血抗氧化物和尿DNA氧化損傷標記物反映砷暴露對機體氧化應激狀態(tài)的影響，并分析機體氧化應激狀態(tài)與砷甲基化模式和GSTO1、GSTO2基因多態(tài)性之間的聯(lián)系。 方法： 1、研究對象 (1)亞急性砷暴露人群：76名研究對象來自2004年

4、12月遼寧省阜新市某銅冶煉廠因排污管破裂污染飲用水[水砷含量為(48.5±4.3) mg/L]引發(fā)亞急性砷中毒事件時，阜新市中心醫(yī)院收治的患者。 (2)慢性高砷暴露人群：研究對象來自內(nèi)蒙古呼和浩特市周邊3個不同飲用水砷濃度的高砷暴露村(乃莫板、口肯板和什力格圖)。3村均采用集中供水方式為本村居民提供生活用水，供水水源為各自村中的深井，井水砷濃度分別為0.09 mg/L、0.16 mg/L和0.24 mg/L。已知高砷暴露時間分別

5、為7年、7年、6年。參與研究的調(diào)查對象為：0.16 mg/L砷暴露組108人，0.09 mg/L砷暴露組100人，0.24 mg/L砷暴露組72人。 (3)慢性低砷暴露(對照)人群：來自內(nèi)蒙古呼和浩特市土默特左旗田家營村，該村亦為集中供水，水砷濃度0.02 mg/L，低于中國農(nóng)村飲用水砷最高允許濃度0.05 mg/L。 2、流行病學調(diào)查 亞急性與慢性砷暴露比較分析人群：亞急性砷中毒病人資料從阜新市中心醫(yī)院獲得。對

6、與之比較的慢性砷暴露人群采用橫斷面調(diào)查，收集人群飲水方式、飲水量、疾病史等信息。 慢性飲水型砷暴露人群砷甲基化模式與氧化應激狀態(tài)分析研究對象：通過調(diào)查問卷獲得研究對象的吸煙、飲酒、飲食習慣、飲水方式與每日飲水量、疾病史等信息。由專業(yè)醫(yī)師對調(diào)查對象進行體檢，并依據(jù)《中國砷中毒診斷標準》(WS/T211—2001)進行砷中毒癥狀檢查。 3、樣品采集 (1)尿液樣品：采集亞急性砷中毒患者在收治入院未進行治療時的尿樣；采

7、集慢性砷暴露人群的即時尿樣。上述樣品均放置于0-4℃冰盒中運送回實驗室，—80℃保存待測。 (2)血液樣品：采集人群空腹靜脈血5 ml，加入肝素包被的抗凝管，根據(jù)不同實驗目的現(xiàn)場分裝，于液氮中保存運送回實驗室，—80℃保存待測。 4、尿形態(tài)砷分析 尿液樣品與2 mol/LNaOH等體積比混合，于100℃恒溫消化3h，采用冷井捕集—氫化物發(fā)生—原子吸收分光光度法測定樣品中iAs、MMA、二甲基砷(DMA)和三甲基砷

8、(TMA)含量，并以各形態(tài)砷含量之和作為總砷(TAs)含量。以苦味酸法檢測尿中的肌酐(Cr)水平以校正尿砷含量。用尿中不同形態(tài)砷所占總砷百分比(iAs％、MMA％和DMA％)和2個砷甲基化率指標[一甲基化率(FMR)和二甲基化率(SMR)]反映機體砷甲基化模式。 5、基因型分析 采用聚合酶鏈式反應—限制性片斷長度多態(tài)性(PCR—RFLP)方法檢測GSTO1基因A140D和GSTO2基因N142D的基因多態(tài)性。 6

9、、全血還原型谷胱甘肽(GSH)含量與超氧化物歧化酶(SOD)活性測定 以5，5’—二硫代-2-硝基苯甲酸(DTNB)法測定全血GSH含量；采用亞硝酸鹽形成法測定SOD活性；以氰化物高鐵血紅蛋白形成法測定血紅蛋白水平，對血GSH含量和SOD活性進行校正。 7、尿8—羥基—2’—脫氧鳥苷(8—OHdG)水平測定 采用酶聯(lián)免疫吸附法測定尿8—OHdG含量，以尿Cr水平對其進行校正。 8、統(tǒng)計分析 用SP

10、SS11.0對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對自身不服從正態(tài)分布并且轉化后依然不服從或近似正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用非參數(shù)檢驗：2組間比較采用Mann—Whitney U檢驗；3組間比較采用Kruskal—Wallis H檢驗。對轉化后服從或近似正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行參數(shù)檢驗：采用單因素方差分析和LSD法比較2組以上數(shù)值變量間是否具有統(tǒng)計學差異；采用t檢驗比較2組間數(shù)值變量是否具有統(tǒng)計學差異。應用多元線性回歸模型，分析機體氧化應激狀態(tài)與砷甲基化能力的聯(lián)系強度和

11、相關性。 結果： 1、亞急性砷暴露與慢性高砷暴露和慢性低砷暴露(對照)人群砷甲基化模式比較 2、亞急性與慢性高、低砷暴露人群尿8—OHdG水平比較 3、飲用水砷濃度對尿砷和砷甲基化模式的影響 4、兒童與成人尿砷含量與砷甲基化模式的比較 5、男性與女性尿砷含量與砷甲基化模式的比較 6、砷暴露時間對尿砷含量和砷甲基化模式的影響 7、砷甲基化模式的家庭相關性 8、GST

12、O1基因A140D和GSTO2基因N142D基因多態(tài)性與砷甲基化模式的關系 9、砷暴露對血GSH含量和SOD活性的影響 10、砷暴露對人群尿8—OHdG水平的影響 11、砷甲基化模式與GSH、SOD和8—OHdG的相關性 12、GSTO1—因A140D和GSTO2基因N142D基因多態(tài)性與機體氧化應激狀態(tài)的關系 結論： 1、人體的砷甲基化能力隨砷暴露劑量率升高或暴露時間延長而降低；同樣砷濃

13、度暴露水平下，砷甲基化模式無顯著性別差異，兒童的砷甲基化能力高于成人，機體的砷甲基化模式與GSTO1 A140D或GSTO2 N142D的基因多態(tài)性無關。除遺傳因素外，外源性因素對砷甲基化模式的影響不容忽視。 2、高砷暴露可使人體抗氧化能力下降，DNA氧化損傷加重，且砷所致DNA氧化損傷可隨砷暴露劑量率的升高或暴露時間的延長而加重。 3、砷暴露人群的氧化應激狀態(tài)與砷甲基化模式關系密切，這可能是砷甲基化模式多樣性影響砷中毒